最近幫助一些客戶做電路故障的分析，在了解情況過程中，問起哪里壞了，大都能告訴我“某某器件壞了”，但再問“哪個管腳壞了”“可能是什么原因造成的”“壞到了啥程度”，往往就沒人接茬了，即使接茬，也不外乎兩類話“喲，還真沒研究過”，“要真知道，不就不請您來了嘛”。

下面介紹的這個儀器和測試方法，就是解決如上問題的法寶。它能解決幾大問題：

1、  能定位到哪個管腳壞了，便于工程師順藤摸瓜，將無關(guān)的影響排除在外；

2、  能判斷出故障的損壞程度；

3、  可以根據(jù)損壞的程度，推理出損壞的機(jī)理；

4、  根據(jù)失效的機(jī)理，可以制定出解決問題的辦法。

這個測試方法的基礎(chǔ)就是——T40電路和元器件故障分析儀（wuyeqing@rdcoo.com）。

這個測試的工程理論基礎(chǔ)是：1、器件外部的應(yīng)力通過管腳端口對器件內(nèi)部造成損傷；2、端口的應(yīng)力損傷會影響到端口的阻抗特性。

本儀器的應(yīng)用就是測試器件端口的阻抗特性圖。即“端口的伏安特性曲線”，一個好的電路板和一個故障的電路板來對比，損傷端口的V-I曲線一定會發(fā)生變化，根據(jù)曲線的變化趨勢，就可以判斷出損傷的程度和機(jī)理。具體的測試和判斷方法如下：

1、解決問題的操作程序

有好、壞可對比的電路板或機(jī)器各一。分別測量其每個管腳的V-I曲線，當(dāng)然如果能根據(jù)現(xiàn)象基本鎖定在哪塊電路壞掉了，也可以只針對目標(biāo)懷疑對象進(jìn)行測試，減少測試的工作量。然后對比好壞電路板上對應(yīng)管腳的曲線，差別較大的一般就可能是損傷管腳，要認(rèn)真對待了。

2、如何根據(jù)測試結(jié)果判斷故障原因

用此儀器測試，測試的結(jié)果一般不外乎 開路、短路、漏電路增加、阻抗變化、曲線形狀變異（一般是組合電路）等幾種結(jié)果。波形如圖。

圖1：純電阻的V-I曲線，如果斜率發(fā)生較大變化，則說明電阻阻值變化，斜率變小，相當(dāng)于加同樣的電壓，而電流變小，則阻值變大，說明電阻非完全性損傷，原因一般為靜電、腐蝕、電遷移、瞬時電過應(yīng)力；

圖2：短路；

圖3：開路；

圖4：普通二極管V-I曲線，如果電流正向上升的轉(zhuǎn)折點(diǎn)左移，則說明漏電流增大，一般是靜電損傷，斷路則是過壓擊穿，開路則是過流燒毀；

圖5：穩(wěn)壓二極管V-I曲線；

圖6：大電容的V-I曲線；

圖7：小電容的V-I曲線；如果橢圓的形狀由圖6向圖7的趨勢發(fā)生了變化，則說明容值發(fā)生了漂移；

圖8：IC管腳對地的V-I曲線，注意兩個問題，一是不同廠家的相同功能器件，因?yàn)槠鋬?nèi)部電路結(jié)構(gòu)的不同，對比測試時表現(xiàn)在外面端口的阻抗特性可能不同，不同廠家的同型號器件不具備可比性；二是IC的特性曲線測試一般要測試Pi-VDD、Pi-VSS、Pi-Pi+1、Pi-Pi-1，這是因?yàn)?span>Pi管腳發(fā)生故障，一般的引入路徑不外乎電源、地、相鄰管腳間的過壓耦合。

圖9-圖12是組合特性的標(biāo)準(zhǔn)曲線，如果實(shí)測的值在此標(biāo)準(zhǔn)曲線基礎(chǔ)上有某方面的變化趨勢，可以據(jù)此分析出可能是哪個因素影響的，這個就是靠分析的經(jīng)驗(yàn)和能力了。所以T40電路和元器件故障分析儀是一個輔助分析工具，工程師的智慧才是最好的工具。不過值得欣慰的是，我和我的技術(shù)團(tuán)隊，我們的經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)融入了本設(shè)計的軟件和文檔中，大家盡可以直接站在我們的肩膀上，在電子設(shè)計的大地上昂然前行。 

3、如何根據(jù)原因制定整改方法

機(jī)理判斷出來了，解決方法就好找多了。如果出現(xiàn)批次性的器件問題，那自然是找采購了；

如果批次某類器件出現(xiàn)了隨機(jī)的引腳開路（不固定在某個管腳上的開路）。則最大可能是MSD，在焊接過程的工藝上要加上一道焊前高溫烘烤；

如果出現(xiàn)了漏電流增加或阻抗參數(shù)退化但非完全性損傷，則是ESD，改造生產(chǎn)儲存環(huán)境則不宜遲；

如果是開路，毫無疑問是過載，尤其是在有燒的痕跡（此部分可以通過本公司S40電路板顯微檢測儀放大觀察和靈敏的鼻子嗅來判斷）；

如果是短路，則可能是電壓擊穿，找找看有沒有上斷電過程的浪涌電壓的波動影響。

還有些其他的現(xiàn)象和判斷及整改方法，大家可以熟能生巧，把這個儀器用起來。

依筆者的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)來看，本儀器幾乎是可以和示波器、萬用表、頻譜儀并駕齊驅(qū)的第四大電子測試基礎(chǔ)設(shè)備，而它的價值卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒被發(fā)掘出來。英國人發(fā)現(xiàn)了這個特性，后人在前仆后繼的想顯示比英國人高明，俟機(jī)發(fā)現(xiàn)新的測試機(jī)理，然而結(jié)果每每令人失望，從1960年代至今，半個世紀(jì)的應(yīng)用已經(jīng)充分驗(yàn)證了其應(yīng)用理論的成熟。我偶然在航天實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)了這種儀器，并將它轉(zhuǎn)化為成本不高、功能簡化、并將我們的經(jīng)驗(yàn)結(jié)合進(jìn)去的實(shí)用性測試儀器，希望它能幫助我們的電子技術(shù)同行能百尺竿頭，更進(jìn)一步。